22、利用MATLAB对碘甲状腺和胃肠道生物动力学模型进行定量分析

利用MATLAB对碘甲状腺和胃肠道生物动力学模型进行定量分析

在医学研究中，生物动力学模型对于分析患者体内辐射吸收剂量至关重要。本文将介绍如何使用MATLAB对碘甲状腺和胃肠道生物动力学模型进行定量分析。

1. 引言

生物动力学模型广泛应用于核医学检查患者体内辐射吸收剂量的分析，或放疗患者关键器官对I - 131放射性核素吸收剂量的估算。在特定的生物动力学模型中，人体器官或组织被划分为多个隔室进行计算。不同模型定义的隔室差异较大，因为每个模型都是为阐明人体代谢系统的独特功能而开发的。

使用MATLAB默认编程功能求解与碘和胃肠道模型相关的时变联立微分方程，能提供大量医学信息。这些方程的计算不仅能给出生物动力学模型中每个隔室放射性核素的精确时变量，还为估算每个隔室吸收剂量提供理论基础。通过这两个生物动力学模型得到的结果，有助于医学物理学家调整放射治疗方案中测量仪器的设置或剂量监测的放射敏感性，提高检测准确性，减少实际测量的不确定性。

虽然MATLAB在医学领域使用较少，因其基于工程的参数定义使不熟悉的研究人员使用起来较为困难，但它强大的定义时变联立微分方程和推导最优数值解的能力，能加速大多数实际研究中的相关分析。

2. 碘甲状腺模型

2.1 生物动力学模型

碘模型模拟了患者手术后服用131I消融残留甲状腺的治疗效果。大多数患者在初次治疗（近全或全甲状腺切除术）后，会接受131I治疗以消融残留甲状腺。然而，尽管ICRP - 30报告为健康人应用碘生物动力学模型制定了标准，但患者及其周围人群累积吸收剂量的估算仍存在争议。对于甲状腺残余消融后的碘生物动力学模型，需要从多个角度重新考虑。

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